DE102005046753A1 - Microscopy and microscope - Google Patents
Microscopy and microscope Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005046753A1 DE102005046753A1 DE102005046753A DE102005046753A DE102005046753A1 DE 102005046753 A1 DE102005046753 A1 DE 102005046753A1 DE 102005046753 A DE102005046753 A DE 102005046753A DE 102005046753 A DE102005046753 A DE 102005046753A DE 102005046753 A1 DE102005046753 A1 DE 102005046753A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sample
- detected
- detection
- sample radiation
- detection step
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 103
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 78
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 6
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000004621 scanning probe microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
- G02B21/002—Scanning microscopes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
Es wird bereitgestellt ein Mikroskopierverfahren zum Erzeugen eines Bildes eines in einer vorbestimmten Tiefe einer zu untersuchenden Probe liegenden Bildfeldes, mit mehreren Beleuchtungsschriften, in den jeweils ein Teil des Bildfeldes mit einem fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündel beleuchtet wird, das aufgrund einer Wechselwirkung mit der Probe die Erzeugung von Probenstrahlung bewirkt, Detektionsschritten, in denen die erzeugte Probenstrahlung detektiert wird, und einem Auswerteschritt, in dem auf Basis der detektierten Probenstrahlung das Bild erzeugt wird, wobei während jeden Beleuchtungsschritts ein erster und ein zweiter Detektionsschritt durchgeführt werden, wobei im ersten Detektionsschritt im Fokus sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung und im zweiten Detektionsschritt ein geringerer Anteil der im Fokus erzeugten Probenstrahlung als im ersten Detektionsschritt sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung detektiert wird und wobei im Auswerteschritt die im zweiten Detektionsschritt detektierte Probenstrahlung genutzt wird, um bei der im ersten Detektionsschritt detektierten Probenstrahlung den außerfokalen Anteil zu verringern.A microscopy method is provided for generating an image of an image field lying in a predetermined depth of a sample to be examined, with a plurality of illuminating fonts, in each of which a part of the image field is illuminated with a focused illuminating beam which, due to an interaction with the sample, generates sample radiation causes detection steps in which the generated sample radiation is detected, and an evaluation step in which the image is generated on the basis of the detected sample radiation, a first and a second detection step being carried out during each illumination step, with the first detection step being in focus and outside of it Focus generated sample radiation and in the second detection step a smaller portion of the sample radiation generated in the focus than in the first detection step and outside the focus generated sample radiation is detected, and in the evaluation step d he sample radiation detected in the second detection step is used to reduce the non-focal portion of the sample radiation detected in the first detection step.
Description
Die Erfindung betrifft ein Mikroskopierverfahren zum Erzeugen eines Bildes eines in einer vorbestimmten Tiefe einer zu untersuchenden Probe liegenden Bildfeldes, mit mehreren Beleuchtungsschritten, in denen jeweils ein Teil des Bildfeldes mit einem fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündel beleuchtet wird, das aufgrund einer Wechselwirkung mit der Probe die Erzeugung von Probenstrahlung bewirkt, Detektionsschritten, in denen die erzeugte Probenstrahlung detektiert wird, und einem Auswerteschritt, in dem auf Basis der detektierten Probenstrahlung das Bild erzeugt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Mikroskop zum Erzeugen eines Bildes eines in einer vorbestimmten Tiefe einer zu untersuchenden Probe liegenden Bildfeldes, mit einem Beleuchtungsmodul, das in mehreren Beleuchtungsschritten das Bildfeld beleuchtet, wobei in jedem Beleuchtungsschritt jeweils ein Teil des Bildfeldes mit einem fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündel beleuchtet wird, das aufgrund einer Wechselwirkung mit der Probe die Erzeugung von Probenstrahlung bewirkt, einem Detektionsmodul, das erzeugte Probenstrahlung detektiert, und einem Auswertemodul, das auf der Basis der detektierten Probenstrahlung das Bild erzeugt.The The invention relates to a microscopy method for producing a Image of one at a predetermined depth of one to be examined Sample lying field of view, with several lighting steps, in each of which a part of the image field with a focused Illumination beam illuminated due to an interaction with the sample the generation of sample radiation causes detection steps, in which the generated sample radiation is detected, and a Evaluation step, in which on the basis of the detected sample radiation the Image is generated. Furthermore, the invention relates to a microscope for Generating an image of one at a predetermined depth field, with a lighting module, the illuminated in several lighting steps, the image field, wherein in each illumination step in each case a part of the image field with a focused illumination beam is illuminated due to an interaction with the sample the generation of sample radiation causes a detection module that detects generated sample radiation, and an evaluation module based on the detected sample radiation the picture is generated.
Um die gewünschte konfokale Tiefendiskriminierung zu erreichen, damit das Bild des in einer vorbestimmten Tiefe der zu untersuchenden Probe liegenden Bildfeldes erzeugt werden kann, wird bei der Laser-Scanning-Mikroskopie eine Blende eingesetzt, die unerwünschtes Probenlicht abschattet.Around the desired to achieve confocal deep discrimination, so that the image of the lying in a predetermined depth of the sample to be examined Image field can be generated by laser scanning microscopy a diaphragm is used, which shadows unwanted sample light.
Es ist ferner bekannt, daß zur Erzielung von konfokaler Tiefendiskriminierung im Weitfeld bzw. bei partieller Beleuchtung des Bildfeldes (z. B. einer Linienbeleuchtung) eine Strukturierung bzw. Intensitätsmodulation) der Beleuchtung eingesetzt werden kann. Durch eine Phasenverschiebung der strukturierten Beleuchtung kann dann ein tiefendiskriminierter optischer Schnitt berechnet und so das gewünschte Bild des Objekts erzeugt werden. Wie beispielsweise in M.A.A. Neil et al. „Method of obtaining optical sectioning by using structured light in a conventional microscope" Optics Letters 22(24) 1997, 1905–1907 beschrieben ist, kann dies mit drei Phasenbildern bei 0°, 120° und 240° erreicht werden.It is also known that the Achieving Confocal Deep Discrimination in the Far Field with partial illumination of the image field (eg a line illumination) structuring or intensity modulation) of the illumination can be used. By a phase shift of the structured Lighting can then be a deeply discriminated optical cut calculated and so the desired Image of the object to be generated. As in M.A.A. Neil et al. "Method of obtaining optical sectioning by using structured light in a conventional microscope "Optics Letters 22 (24) 1997, 1905-1907 This can be achieved with three phase images at 0 °, 120 ° and 240 ° become.
Zur Strukturierung der Beleuchtung werden entweder Gitter im Beleuchtungsstrahlengang, die Interferenz von kohärenten Teilstrahlen oder der Einsatz von diffraktiven optischen Elementen vorgeschlagen. Nachteilig ist die dadurch bedingte Inflexibilität und der erhöhte Aufwand, da bei einem Wechsel des Objektivs des Lasermikroskops im allgemeinen auch ein Wechsel der Strukturierung erforderlich ist. Dazu muß dann in der Regel ein anderes Gitter vorgesehen werden, die Interferenz der kohärenten Teilstrahlen geändert werden oder ein anderes diffraktives optisches Element eingesetzt werden.to Structuring of the illumination will be either grating in the illumination beam path, the interference of coherent Partial beams or the use of diffractive optical elements proposed. A disadvantage is the resulting inflexibility and the increased Effort, as with a change of the lens of the laser microscope In general, a change of structuring is required. This must then In general, another grating will be provided, the interference the coherent partial beams changed be used or another diffractive optical element become.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Mikroskopierverfahren und ein Mikroskop der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Erzeugung tiefendiskriminierter optischer Schnitte einfach möglich ist, ohne physikalische Blenden zum Abschatten außerfokaler Probenstrahlung vorsehen zu müssen.outgoing It is the object of the invention to provide a microscopy method and a microscope of the type mentioned in such a way that the generation deeply discriminated optical sections is easily possible, without physical diaphragms for shadowing of extra-focal sample radiation to have to provide.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Mikroskopierverfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß während jedem Beleuchtungsschritt ein erster und ein zweiter Detektionsschritt durchgeführt werden, wobei im ersten Detektionsschritt im Fokus sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung und im zweiten Detektionsschritt ein geringerer Anteil der im Fokus erzeugten Probenstrahlung als im ersten Detektionsschritt sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung detektiert wird, und daß im Auswerteschritt die im zweiten Detektionsschritt detektierte Probenstrahlung genutzt wird, um bei der im ersten Detektionsschritt detektierten Probenstrahlung den außerfokalen Anteil zu verringern.According to the invention Task in a microscopy method of the type mentioned solved by that during each Illumination step, a first and a second detection step carried out being in focus as well as outside in the first detection step the focus generated sample radiation and in the second detection step a smaller proportion of the sample radiation generated in the focus than generated in the first detection step and out of focus Sample radiation is detected, and that in the evaluation step in the second Detection step detected sample radiation is used to the sample radiation detected in the first detection step the of-focus Reduce the proportion.
Es wird somit die aufgrund der Fokussierung vorliegende räumliche Begrenztheit der Beleuchtung innerhalb des Bildfeldes dazu genutzt, im ersten und zweiten Detektionsschritt bei im wesentlichen gleicher Probenstrahlung, die außerhalb des Fokus erzeugt wird, unterschiedliche Anteile der im Fokus erzeugten Probenstrahlung zu detektieren. Dies wird dann im Auswerteschritt vorteilhaft dazu genutzt, den außerfokalen Anteil der im ersten Detektionsschritt detektierten Probenstrahlung zu reduzieren.It is thus the present due to the focus spatial Limited lighting within the image field used to in the first and second detection steps at substantially the same Sample radiation outside the focus is generated, different proportions of the focus generated To detect sample radiation. This will then be in the evaluation step used to advantage, the non-focal portion of the first Detection step to reduce detected sample radiation.
Somit kann mit geringem Aufwand ein tiefendiskriminierter Schnitt erzeugt werden, ohne eine physikalische Blende zum Abschatten der außerfokalen Probenstrahlung vorsehen zu müssen.Consequently can produce a deeply discriminated cut with little effort without a physical shutter to mask the out-of-focus To provide sample radiation.
Da ein Vorsehen einer physikalischen Blende nicht notwendig ist und da aufgrund der Fokussierung eine räumliche Begrenztheit der Beleuchtung gegeben ist, gewinnt man detektionsseitig einen räumlichen Freiheitsgrad. Wenn das Beleuchtungsstrahlenbündel z. B. punktförmig fokussiert wird, kann man die detektierte Probenstrahlung spektral aufspalten und mittels z. B. einem Liniendetektor spektral aufgelöst detektieren. Der zusätzliche Freiheitsgrad (bzw. die zusätzliche räumliche Koordinate) kann somit dazu genutzt werden, in den Detektionsschritten spektral zu detektieren und gleichzeitig die gewünschte tiefendiskriminierte Erzeugung des Bildes des Bildfeldes zu realisieren.There a provision of a physical aperture is not necessary and because of the focus given a spatial limitation of the lighting is, one gains on the detection side a spatial degree of freedom. If the illumination beam z. B. punctiform is focused, you can spectrally split the detected sample radiation and by means of z. B. detect a line detector spectrally resolved. The additional Degree of freedom (or the additional spatial Coordinate) can thus be used in the detection steps spectrally detect and at the same time the desired deeply discriminated Generating the image of the image field to realize.
Da keine die außerfokale Probenstrahlung abschattende Blende notwendig ist, kann eine größere Detektionseffizienz erreicht werden, da sehr viel mehr Probenlicht (im Vergleich zu einem Verfahren mit Pinhole-Blende) detektiert und für die Auswertung genutzt werden kann.There none the extra-focs Sample radiation shielding aperture is necessary, a greater detection efficiency be achieved because much more sample light (compared to a method with pinhole aperture) and for the evaluation can be used.
Insbesondere kann im zweiten Detektionsschritt keinerlei der im Fokus erzeugten Probenstrahlung und somit nur außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung detektiert werden. Der Anteil der im Fokus erzeugten Probenstrahlung, der im zweiten Detektionsschritt detektiert wird, beträgt somit null.Especially can not generate any of the focus in the second detection step Sample radiation and thus generated only out of focus sample radiation be detected. The proportion of the sample radiation generated in the focus, which is detected in the second detection step is thus zero.
Die beiden Detektionsschritte können während zumindest einem Beleuchtungsschritt gleichzeitig durchgeführt werden. Damit läßt sich die Meßzeit möglichst gering halten.The both detection steps can while at least one illumination step are performed simultaneously. This can be the measuring time as possible keep low.
Alternativ ist es auch möglich, daß beide Detektionsschritte während zumindest einem Beleuchtungsschritt zeitlich nacheinander durchgeführt werden. In diesem Fall kann man für beide Beleuchtungsschritte einen einzeigen Detektor einsetzten.alternative it is also possible that both Detection steps during at least one lighting step are performed sequentially in time. In this case one can for both lighting steps employed a single detector.
Insbesondere wird im ersten Detektionsschritt die aus einem ersten Abschnitt der Probenoberfläche und im zweiten Detektionsschritt die aus einem zweiten Abschnitt der Probenfläche austretende Probenstrahlung detektiert, wobei beide Abschnitte aneinander grenzen oder der zweite Abschnitt den ersten Abschnitt nur teilweise überdeckt. Die beiden Abschnitte können unmittelbar aneinandergrenzen (sich berühren) oder aber auch voneinander beabstandet sein. Ferner kann man im ersten Detektionsschritt der Fokusbereich im Bildfeld auf einen Detektor abbilden, während im zweiten Detektionsschritt eine benachbarte Fläche im Bildfeld detektiert wird.Especially in the first detection step, the first section the sample surface and in the second detection step that of a second section the sample surface emerging sample radiation detected, with both sections together borders or the second section covers the first section only partially. The two sections can directly adjoin (touch) or also from each other be spaced. Furthermore, in the first detection step, the Focusing area in the image field on a detector, while in second detection step detects an adjacent area in the image field becomes.
Im Auswerteschritt kann das im zweiten Detektionsschritt detektierte Signal vom im ersten Detektionsschritt detektierten Signal subtrahiert werden. Natürlich kann dabei eine relative Gewichtung der beiden Signale zueinander berücksichtigt werden.in the Evaluation step, the detected in the second detection step Subtracted signal from the signal detected in the first detection step become. Naturally can be a relative weighting of the two signals to each other considered become.
Insbesondere können die Beleuchtungsschritte, die Detektionsschritte und der Auswerteschritt für mehrere Bildfelder in unterschiedlichen vorbestimmten Tiefen der Probe durchgeführt werden, um somit mehrere tiefendiskriminierte Schnittbilder der Probe erzeugen zu können.Especially can the lighting steps, the detection steps and the evaluation step for many Image fields are performed at different predetermined depths of the sample, thus generate several deeply discriminated sectional images of the sample to be able to.
Daraus können dann mit bekannten Verfahren auch dreidimensionale Probenbilder erzeugt werden.from that can then with known methods and three-dimensional sample images be generated.
Bei dem Verfahren kann das Beleuchtungsstrahlenbündel (bevorzugt beugungsbegrenzt) punkt- oder linienförmig fokussiert werden.at the method, the illumination beam (preferably diffraction-limited) punctiform or linear be focused.
Die Aufgabe wird ferner bei einem Mikroskop der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß während jedem Beleuchtungsschritt das Detektionsmodul einen ersten und einen zweiten Detektionsschritt durchführt, wobei im ersten Detektionsschritt im Fokus sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung und im zweiten Detektionsschritt ein geringerer Anteil der im Fokus erzeugten Probenstrahlung als im ersten Detektionsschritt sowie außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung detektiert wird, und daß das Auswertemodul die im zweiten Detektionsschritt detektierte Probenstrahlung nutzt, um bei der im ersten Detektionschritt detektierten Probenstrahlung den außerfokalen Anteil zu verringern.The Task is further in a microscope of the type mentioned solved by that during each Lighting step, the detection module has a first and a second Performs detection step, being in focus as well as outside in the first detection step the focus generated sample radiation and in the second detection step a smaller proportion of the sample radiation generated in the focus than generated in the first detection step and out of focus Sample radiation is detected, and that the evaluation module in the second detection step uses detected sample radiation to at the sample radiation detected in the first detection step the non-focal Reduce the proportion.
Durch diese Art der Detektion kann auf eine physikalische Blende zum Abschatten der außerfokalen Probenstrahlung verzichtet werden, da die durch die räumliche Begrenztheit des im Bildfeld fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündels vorliegende örtliche Modulation der Beleuchtung mittels den beiden Detektionsschritten ausgenutzt wird, um unterschiedliche Anteile der im Fokus erzeugten Probenstrahlung zu detektieren. Insbesondere kann im zweiten Detektionsschritt nur außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung detektiert werden. Der Anteil der im Fokus erzeugten Probenstrahlung, der im zweiten Detektionsschritt detektiert wird, beträgt dann null.By This type of detection can be used to shadow a physical shutter the non-focal Sample radiation can be dispensed with, as by the spatial Limit of the focused in the field of illumination beam present local Modulation of the illumination by means of the two detection steps is exploited to different proportions of the generated in the focus To detect sample radiation. In particular, in the second detection step only outside the focus generated sample radiation can be detected. The amount the sample radiation generated in the focus, in the second detection step is detected, then is zero.
Ferner kann man in den beiden Detektionsschritten die Probenstrahlung spektral aufgelöst detektieren. Dabei wird ausgenutzt, daß keine physikalische Blende zur Abschattung des außerfokalen Anteils der Probenstrahlung notwendig ist und daß durch die räumliche Begrenztheit des fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündels detektionsseitig ein weiterer Freiheitsgrad vorliegt. So kann bei einem punktförmig fokussierten Beleuchtungsstrahlenbündel die Probenstrahlung spektral aufgespalten und mittels einem Liniendetektor spektral detektiert werden. Die spektrale Aufspaltung erfolgt in Richtung der Erstreckungsrichtung des Liniendetektors. Natürlich kann als Liniendetektor z. B. auch nur eine Zeile oder eine Spalte eines ortsauflösenden Flächendetektors eingesetzt werden. Wenn das Beleuchtungsstrahlenbündel linienförmig fokussiert wird, wird ein Flächendetektor eingesetzt, wobei hier die spektrale Aufspaltung bevorzugt quer zur Erstreckungsrichtung des linienförmigen Fokus erfolgt. Die spektrale Aufspaltung kann mit jedem geeigneten Optikelement (mit geeigneter Dispersion) durchgeführt werden, z. B. mittels einem Prisma oder einem Beugungsgitter. Das Detektionsmodul kann somit eine Optik zur spektralen Aufspaltung der Probenstrahlung sowie zumindest einen die spektral aufgespaltene Probenstrahlung spektral aufgelöst detektierenden Detektor aufweisen.Further you can spectral in the two detection steps, the sample radiation disbanded detect. It is exploited that no physical aperture for shading the extra-focial Proportion of the sample radiation is necessary and that by the spatial Limitedness of the focused illumination beam on the detection side another degree of freedom is present. So can be focused at a point Illumination beam spectrally split the sample radiation and by means of a line detector be detected spectrally. The spectral splitting takes place in Direction of the extension direction of the line detector. Of course you can as a line detector z. For example, only one row or one column of a spatially resolving Surface detector used become. When the illumination beam focuses in a line becomes, becomes an area detector used, in which case the spectral splitting preferably transverse to the extension direction of the linear focus. The spectral Splitting can be performed with any suitable optical element (with appropriate Dispersion) be, for. B. by means of a prism or a diffraction grating. The Detection module can thus optics for spectral splitting of Sample radiation and at least one spectrally split Sample radiation spectrally resolved have detecting detector.
Das Detektionsmodul kann zwei Detektoren umfassen, wodurch eine gleichzeitige Durchführung der beiden Detektionsschritte über beide Detektoren möglich ist. Alternativ kann das Detektionsmodul auch einen einzigen Detektor aufweisen, so daß beide Dektionsschritte zeitlich nacheinander durchgeführt werden.The Detection module can include two detectors, creating a simultaneous Carrying out the two detection steps over both detectors possible is. Alternatively, the detection module may also comprise a single detector so that both Dektionschritte be carried out temporally successively.
Im ersten Detektionsschritt kann die aus einem ersten Abschnitt der Probenoberfläche und im zweiten Detektionsschritt die aus einem zweiten Abschnitt der Probenoberfläche austretende Probenstrahlung detektiert werden, wobei die beiden Abschnitte der Probenoberfläche aneinandergrenzen (direkt oder voneinander beabstandet sein) oder der zweite Abschnitt den ersten Abschnitt nur teilweise überdeckt.in the The first detection step may consist of a first section of the sample surface and in the second detection step that of a second section the sample surface emerging sample radiation are detected, the two Sections of the sample surface adjacent (directly or spaced apart) or the second section only partially covers the first section.
Ferner kann das Detektionsmodul derart ausgebildet sein, daß der Fokusbereich im Bildfeld im ersten Detektionsschritt auf einen Detektor abgebildet wird und im zweiten Detektionsschritt eine zum Fokusbereich benachbarte Fläche des Bildfeldes auf einen Detektor des Detektionsmoduls abgebildet wird.Further the detection module can be designed such that the focus area imaged in the image field in the first detection step on a detector is and adjacent to the focus area in the second detection step area of the image field is imaged onto a detector of the detection module.
Das Auswertemodul kann das im zweiten Detektionsschritt detektierte Signal vom im ersten Detektionsschritt detektieren Signal subtrahieren, wobei eine Gewichtung der beiden Signale zueinander möglich ist. Damit wird in einfacher Art und Weise der außerfokale Anteil im detektierten Signal des ersten Detektionsschrittes reduziert.The Evaluation module can the detected in the second detection step Subtract signal from the signal detected in the first detection step, wherein a weighting of the two signals to each other is possible. This will be easier Way of the extra-focal Reduced proportion in the detected signal of the first detection step.
Das Beleuchtungsmodul kann ein Scannermodul aufweisen, das das Beleuchtungsstrahlenbündel so ablenkt, daß das gesamte Bildfeld beleuchtet wird.The Lighting module may include a scanner module, the illumination beam so distracts that entire image field is illuminated.
Ferner kann das Beleuchtungsmodul das Beleuchtungsstrahlenbündel als punkt- oder linienförmig fokussiertes Beleuchtungsstrahlenbündel auf das Bildfeld richten.Further For example, the lighting module may use the lighting beam as point or line Focus focused illumination beam on the image field.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielshalber anhand der beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings explained in more detail. It demonstrate:
Bei
der in
Das
Lichtquellemodul
Bei
der hier beschriebenen Ausführungsbeispiel
wird der Laserstrahl LS1 punkförmig
(bevorzugt beugungsbegrenzt) fokussiert, so daß das Scanmodul
Aufgrund
der Wechselwirkung des Laserstrahls LS1 mit der Probe wird Probenstrahlung
LS2 erzeugt, die über
das Objektiv
Die erzeugte Probenstrahlung kann z. B. Fluoreszenzlicht, Lumineszenzlicht, reflektiertes, transmittiertes und/oder gestreutes Licht sein.The generated sample radiation can, for. B. fluorescent light, luminescent light, be reflected, transmitted and / or scattered light.
Wie
in
Dies
wird in Verbindung mit
Durch die Abbildung des Fokusbereiches auf den Detektor D1 gelangt auf den Detektor die im schräg schraffierten Bereich B1 erzeugte Probenstrahlung. Man erkennt, daß neben der gewünschten konfokalen Probenstrahlung aus dem Abschnitt des Bereichs B1 zwischen den gestrichelten Linien L1 und L2 noch die außerfokale Probenstrahlung gelangt, die oberhalb und unterhalb der Linie L1 und L2 im Bereich B1 erzeugt wird.By the image of the focus area on the detector D1 arrives the detector in the oblique hatched area B1 generated sample radiation. One recognises, that beside the desired confocal Sample radiation from the section of area B1 between the dashed Lines L1 and L2 are still the extra-focal Sample radiation passes, above and below the line L1 and L2 is generated in the area B1.
Auf den Detektor D2 gelangt die in dem waagrecht schraffierten Bereich B2 erzeugte Probenstrahlung. Da mit dem Detektor D2 nur ein Bereich neben dem Fokusbereich detektiert wird, trifft auf den Detektor D2 nur die Probenstrahlung, die außerhalb des fokalen Bereiches (zwischen L1 und L2) vom Strahl LS1 innerhalb des Bereiches B2 erzeugt wird. Bei dem hier beschriebenen Beispiel sieht der Detektor D2 somit nur außerhalb des Fokus erzeugte Probenstrahlung LS2.On the detector D2 enters the horizontally hatched area B2 generated sample radiation. Because with the detector D2 only one area next to the focus area is detected, applies to the detector D2 only the sample radiation outside the focal area (between L1 and L2) of the beam LS1 within of the area B2 is generated. In the example described here sees the detector D2 thus generated only out of focus Sample radiation LS2.
In
Wenn
man annimmt, daß die
beiden Detektoren D1 und D2 ungefähr die gleiche Fläche und Empfindlichkeit
haben, kann man für
das konfokale Signal Sc und das nicht konfokale Signal Snc folgendes
angeben:
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei dicken Proben die genaue Lage und die Schärfe der Trennlinie zwischen beiden Detektoren mit Bezug zum beugungsbegrenzten Fokusspot aus dem Fokalbereich nicht wesentlich ist.It has been shown that in particular with thick samples the exact position and the sharpness of the dividing line between both detectors with respect to the diffraction-limited focus spot the focal area is not essential.
Es
ist im allgemeinen zweckmäßig, die
Detektoren so anzuordnen, daß die
Grenze zwischen beiden Detektoren D1 und D2 ca. 1 bis 2 Airy-Unit-Radien
vom Zentrum der Spotverteilung aus dem Fokus auf dem Detektor D1
entfernt liegt. Die Airy-Unit wird objektseitig als 1 AU = 1,22 λ/NA definiert,
wobei λ die
Vakuumwellenlänge
des Beleuchtungsstrahlenbündels
LS1 und NA die numerische Apertur des Objektivs
In
Für die Steuerung
des Mikroskops und die Durchführung
der beschriebenen Schritte weist das Mikroskop eine Steuereinheit
Natürlich ist
man nicht auf eine punkt- oder linienförmige Fokussierung beschränkt. Wesentlich ist,
daß die
Fokussierung zumindest in einer Richtung im Bildfeld eine örtliche
Begrenzung aufweist, wobei diese Begrenzung bevorzugt möglichst
scharf ist. Die Steilheit der Begrenzung sollte bevorzugt zumindest
einer Raumfrequenz bei der halben Grenzfrequenz des Objektivs
In
In
Wenn
das Beleuchtungsstrahlenbündel
bzw. der fokussierte Laserstrahl LS1 punktförmig fokussiert wird, wie in
Verbindung mit
Entsprechendes gilt, wenn der Laserstrahl LS1 linienförmig fokussiert wird. Dann ist mindestens ein ortsauflösender flächiger Detektor notwendig, wobei z. B. in Spaltenrichtung ortsaufgelöst der Linienfokus und in Zeilenrichtung der in diese Richtung spektral aufgelöste Linienfokus spektral aufgelöst detektiert wird.The same applies when the laser beam LS1 is focused linear. Then is at least one spatial resolution flat Detector necessary, with z. B. in the column direction spatially resolved line focus and in the row direction of the spectral resolution in this direction line focus spectrally resolved is detected.
Claims (16)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005046753A DE102005046753A1 (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Microscopy and microscope |
JP2008532626A JP5214448B2 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-14 | Microscopic inspection method and microscope |
US12/088,410 US7728270B2 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-14 | Microscopy method and microscope including two detections |
PCT/EP2006/008943 WO2007036303A1 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-14 | Microscopy method and microscope |
EP06805709A EP1929351A1 (en) | 2005-09-29 | 2006-09-14 | Microscopy method and microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005046753A DE102005046753A1 (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Microscopy and microscope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005046753A1 true DE102005046753A1 (en) | 2007-04-12 |
Family
ID=37492369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005046753A Withdrawn DE102005046753A1 (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Microscopy and microscope |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7728270B2 (en) |
EP (1) | EP1929351A1 (en) |
JP (1) | JP5214448B2 (en) |
DE (1) | DE102005046753A1 (en) |
WO (1) | WO2007036303A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012017920B4 (en) * | 2012-09-11 | 2023-11-30 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Optical arrangement and light microscope |
JP6511041B2 (en) * | 2014-04-24 | 2019-05-08 | オリンパス株式会社 | Microscope and microscopic observation method |
WO2017046863A1 (en) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | オリンパス株式会社 | Microscope and microscope observation method |
JPWO2017221356A1 (en) * | 2016-06-22 | 2019-04-18 | オリンパス株式会社 | microscope |
EP3538941A4 (en) | 2016-11-10 | 2020-06-17 | The Trustees of Columbia University in the City of New York | Rapid high-resolution imaging methods for large samples |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8801310D0 (en) * | 1988-01-21 | 1988-02-17 | Era Patents Ltd | Scanning optical microscopes |
US5510894A (en) * | 1988-12-22 | 1996-04-23 | Renishaw Plc | Spectroscopic apparatus and methods |
ATE137588T1 (en) * | 1990-11-10 | 1996-05-15 | Grosskopf Rudolf Dr Ing | OPTICAL SCANNING DEVICE WITH CONFOCAL BEAM PATH USING LIGHT SOURCE AND DETECTOR MATRIX |
EP0542962B2 (en) * | 1991-06-08 | 2002-03-13 | RENISHAW plc | Confocal spectroscopy |
US6388809B1 (en) * | 1997-10-29 | 2002-05-14 | Digital Optical Imaging Corporation | Methods and apparatus for improved depth resolution use of out-of-focus information in microscopy |
EP1207415B1 (en) * | 1997-10-29 | 2006-08-30 | MacAulay, Calum, E. | Apparatus and methods relating to spatially light modulated microscopy |
DE10029680B4 (en) * | 2000-06-23 | 2016-06-16 | Leica Microsystems Cms Gmbh | The microscope assemblage |
DE10038527A1 (en) * | 2000-08-08 | 2002-02-21 | Zeiss Carl Jena Gmbh | Arrangement to increase depth discrimination in optical imaging systems |
GB0106342D0 (en) * | 2001-03-15 | 2001-05-02 | Renishaw Plc | Spectroscopy apparatus and method |
JP4827335B2 (en) * | 2001-08-13 | 2011-11-30 | オリンパス株式会社 | Scanning laser microscope |
JP4231754B2 (en) * | 2003-08-22 | 2009-03-04 | オリンパス株式会社 | Laser scanning fluorescence microscope |
JP4633386B2 (en) * | 2004-05-25 | 2011-02-16 | オリンパス株式会社 | Scanning laser microscope and data acquisition method using the same |
JP4894161B2 (en) * | 2005-05-10 | 2012-03-14 | 株式会社ニコン | Confocal microscope |
-
2005
- 2005-09-29 DE DE102005046753A patent/DE102005046753A1/en not_active Withdrawn
-
2006
- 2006-09-14 US US12/088,410 patent/US7728270B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-09-14 JP JP2008532626A patent/JP5214448B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-09-14 WO PCT/EP2006/008943 patent/WO2007036303A1/en active Application Filing
- 2006-09-14 EP EP06805709A patent/EP1929351A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2007036303A1 (en) | 2007-04-05 |
EP1929351A1 (en) | 2008-06-11 |
US20090128898A1 (en) | 2009-05-21 |
JP5214448B2 (en) | 2013-06-19 |
US7728270B2 (en) | 2010-06-01 |
JP2009510498A (en) | 2009-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3108281B1 (en) | Method and arrangement for light sheet microscopy | |
DE102012023024B4 (en) | Light microscope and microscopy methods | |
DE102013015931B4 (en) | Microscope and method for high-resolution scanning microscopes | |
DE10004191B4 (en) | Fluorescence scanning microscope | |
EP2444833B1 (en) | SPIM microscope with sequential light sheet | |
DE102013001238B4 (en) | Light microscope and microscopy method | |
EP1248132B1 (en) | Method and arrangement for depth resolving optical detection of a probe | |
EP0961945B1 (en) | Light sensing device | |
DE102011055294B4 (en) | Microscopic device and method for the three-dimensional localization of punctiform objects in a sample | |
EP1307726B1 (en) | Method for detecting the wavelength-dependent behavior of an illuminated specimen | |
DE10127284A1 (en) | Automatic focussing of a microscope using an analysis unit that compares measured values with stored design values and adjusts the microscope accordingly | |
DE102007018048A1 (en) | Method and arrangement for optical imaging with depth discrimination | |
DE10038622A1 (en) | Scanning microscope, optical arrangement and method for image acquisition in scanning microscopy | |
DE10038528A1 (en) | Optical detection of characteristic parameters of illuminated specimen involves computing intermediate values from signals for different displacements to increase spatial resolution | |
EP1178345A1 (en) | Spectroscopical device in a confocal microscope | |
DE102020209889A1 (en) | Microscope and method for microscopic imaging with variable illumination | |
DE10155002A1 (en) | Depth-resolved optical imaging method for use in biological scanning microscopy, uses phase or frequency modulation of the imaging light | |
DE10004233B4 (en) | The microscope assemblage | |
DE102005046753A1 (en) | Microscopy and microscope | |
DE10118463A1 (en) | Depth-resolved optical imaging method for use in biological scanning microscopy, uses phase or frequency modulation of the imaging light | |
DE10350918B3 (en) | Light transmission measuring device for chemical or biological sample with illumination light beam for overall illumination and stimulation light beam focused onto discrete measuring volumes | |
DE102020213714A1 (en) | Microscope and method for light field microscopy with light sheet excitation and for confocal microscopy | |
WO2017174792A1 (en) | Method and microscope for examining a sample | |
DE10206004A1 (en) | Device for confocal optical microanalysis | |
EP2767797B1 (en) | Low coherence interferometer and method for spatially resolved optical measurement of the surface profile of an object |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OR8 | Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8105 | Search report available | ||
8181 | Inventor (new situation) |
Inventor name: WOLLESCHENSKY, RALF, DIPL.-PHYS., 07743 JENA, DE Inventor name: KEMPE, MICHAEL, DR., 07751 JENA, DE |
|
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20120822 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CARL ZEISS MICROSCOPY GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CARL ZEISS JENA GMBH, 07745 JENA, DE Effective date: 20130206 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE GEYER, FEHNERS & PARTNER MBB, DE Effective date: 20130206 Representative=s name: GEYER, FEHNERS & PARTNER (G.B.R.), DE Effective date: 20130206 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |